供水消毒剂中“氯”的应用分析

姜学杰

摘 要：水是生命之源，水和我们的生活息息相关，为了保障人民的身体健康，生活饮用水必须进行彻底消毒处理后，才可向用户供给。而在我国，普便采用含氯消毒剂进行消毒，那么“氯”在其中起到什么样的作用呢？本文从消毒的目的、氯的消毒原理、影响氯消毒效果的主要因素、常见消毒剂的优点缺点等四个方面对含氯消毒剂中“氯”的应用进行了分析。

关键词：消毒;目的;原理;因素;健康

水，是生命的源泉，地球上一切生命活动都源自于水。水，润泽世界，决定万物的生存与进化，更是人类生存的基础。为了保障人民群众的身体健康，饮用水在提供给用户之前必须进行彻底的消毒。而在我国，普遍采用含氯消毒剂进行消毒，那么“氯”在其中起到什么样的作用呢？

一、消毒的目的

为防止通过饮用水传播疾病，在生活饮用水处理中，消毒是必不可少的。我国现在大部分供水公司采用公共给水氯化。原水经过混凝，沉淀和过滤以后，去除了水中的悬浮物质和胶体杂质，使水变清，同时粘附在杂质颗粒上的细菌，大肠杆菌和其他微生物也被去除，但水中仍还有一定数量的微生物包括对人体有害的病原菌。消毒并非要把水中微生物全部消灭，主要是杀掉对人体健康有害的病原菌、病毒及原生动物胞囊等。经过消毒处理的水，可以允许含有少量的对人体健康无害的细菌。

二、氯的消毒原理

氯是一种有强烈刺激的黄绿色气体。在标准大气压下。温度0℃时。每升重3.22g，约为空气重的2.5倍。当温度低于-33.6℃时，氯呈液态。在常温下加压6～8个大气压时，成为液态，灌入钢瓶内，便于贮藏和运输。

氯气加入水中后，会产生一系列化学变化。不同的原水水质其化学反应的过程也不一样，但最终起消毒作用的产物为次氯酸根离子。

（一）当水中无氨氮存在时

Cl2+H2OH0Cl+H++C1-

次氯酸是种弱电解质，它按下式离解成H+和OCl-：

H0CLH++OCl-

对于氯的消毒机理，近代认为。次氯酸HOCL起了主要的消毒作用。氯气溶解在水中后，水解为HCl和次氯酸HOCl，次氯酸再离解为H+和OCl一。在酸性条件下，次氯酸HOCl的标准氧化还原电位是1.49V，而在中性和碱性条件下次氯酸根OCl一的标准氧化还原电位分别是1.2V和0.9V。因此HOCl比0Cl一的氧化能力要强得多。

（二）当水中有氨氮存在时

地面水源的水中含有各种各样的杂质，所以加氯的化学反应实际上是复杂的。由于污水排入江河、带入了许多有机物，其中含有相当数量的氮化合物，它的性质很不稳定，常因水中细菌的作用逐渐转变为氨、氨在水中呈游离状态或以铵盐形式出现。

加氯后，氯与水中的氨结合生成氨胺称化合性氯（结合性氯），氯胺同样能起消毒作用：

NH3+Cl2NH2Cl+HCL

NH3+2Cl2NHCl2+2HCL

NH3+3Cl2NHCl3+3HCL

氯胺与水作用能生次氧酸HOCL：

NH2CL+H2ONHCl3+HOCL

NHCL2+2H2ONH3+2HOCL

一氯胺（NH2Cl）、二氯胺（NHCL2）起消毒作用，二氯胺比一氯胺消毒作用强，三氯胺（NCl3）不起消毒作用。加氯后究竟生成哪种氯胺，各种氯胺的生成量多少。决定于水的pH值和水中氯與氨的比例。实践证明，在pH较低时二氯胺的生成量比一氯胺形成多。所以说pH值低时，氯的消毒效果好。

氯胺也能和水作用生成次氯酸HOCL，但反应速度比氯慢得多。所以氯胺的消毒作用较慢。根据实验结果表明，采用游离性氯消毒在5min内杀菌率可达99%以上、而用氯胺杀菌时，5min内只达到60%，如果将水与氯胺的接触时间延长到20h，杀菌率才能达到99%以上。氨胺消毒的特点是见效慢。但消失的也慢。如果水厂的清水池容积较大。水的停留时间较长，也就是说能够保证氯、氨在水中有足够的接触时间时，可以考虑采用氯胺消毒;如果城市的供水管网远处延伸，采用氯胺消毒，将有助于保持一定量的剩余氯在供水管网和它的末端，而不需要在管网的中途再次添加氯，也能达到保证管网水质的目的。在水中的游离氯容易产生氯臭的气味。当酚存在于水中时，氯酚气味更是令人恶心。采用氨胺消毒可以大大减少酚臭类气味。当水中不含氨或含氨量很小时，如实施氯胺消毒，应在加氯的同时加氨。

三、影响氯消毒效果的主要因素

（一）接触时间

当水中的余氯量一定时，接触时间长，消毒效果就好，但不能过长，过长会造成余氯损失。我国“生活饮用水卫生标准”中规定：水厂出厂水的游离性余氯，在接触30min后，应不低于0.3mg/L，在管网末梢水应不低于0.05mg/L;如用氯胺消毒，结合性余氯应为游离性余氯的二倍以上，接触时间不少于2h，关于剩余氯究竟维持多少最为适当。应根据细菌和大肠菌的检验结果，以符合卫生标准为依据。

（二）投氯量

在相同的原水和相同的接触时间中，氯的投入量越多消毒的效果会越好，但残留氯在水中不宜过大，残留氯量过大，不仅液体氨被浪费，而且会产生氯嗅的气味，这将使得用户不满。如果氨的添加量不充分时，杀菌的效果将无法实现。当氯加入水中后，不只是杀死细菌，而且还和水中的有机物起作用。使水的色度、浊度、臭味等得到进一步的改善。除了杀死细菌和大肠杆菌，它还消除了有害于人体健康的致病细菌，同时会氧化有机物。保持余氯的一定量，会抑制在水中的残余细菌的再生长，并且防止水从管道网络中再次被污染。

（三）pH值

消毒效果与水的pH值成反比，pH值高，消毒效果差。CL2的水解反应可在几秒钟内完成，但HOCL和OCL的多少与反应条件有关，其中最重要的就是水的pH值。根据研究得知当pH=2～7时，HOCL占比例很大：当pH=7.4时，H0-和OCL-含量相等：当pH=9.5时几乎完全是OCL-。总之为了增大次氯酸的含量，加氯消毒时控空制水的pH值是很重要的。

（四）水温

水的温度对游离残留氯的消毒效果并不显著，但对于氯胺消毒，高水温可以加快消毒杀菌的速度。

（五）浑浊度

水的浊度越低，消毒效果越好。浑浊水中的杂质要消耗一部分氯量，同时微生物又可以隐藏其间，会降低杀菌效果。

（六）氨氨物质

在水中的氨和氮化合物对消毒效果的影响很大。在水中的亚硝酸盐会消耗一定量的氯，游离氨与氯反应形成的化合性残留氯，会降低并延迟杀菌功能和速度。

参考文献：

[1]饮用水消毒技术现状及未来发展[J].王杨，田一梅.安徽农业科学.2007（05）.

[2]供水管网多点加氯优化选址方法的研究[J].刘渊，王慧斌，崔建国.太原理工大学学报.2006（05）.